Як дізнатися, спонтанна реакція чи неспонтанна? Якщо реакція відбувається без зовнішнього агента, це спонтанна реакція. Якщо реакція відбувається за допомогою зовнішнього агента, то це неспонтанна реакція.
Спонтанна реакція – це реакція, яка має від’ємну ентальпію, тобто вона екзотермічна. Неспонтанна реакція має позитивну ентальпію, тобто вона ендотермічна. Воно не є спонтанним, оскільки не може виникнути само по собі, оскільки потребує введення енергії.
Розглядаючи ці два фактори, ми отримуємо рівняння вільної енергії Гіббса, щоб передбачити, чи буде реакція проходити спонтанно чи ні. Якщо вільна енергія Гіббса негативна, то реакція спонтанна, а якщо позитивна, то неспонтанна..
Спонтанність реакції визначається значення і знак вільної енергії Гіббса. Реакція стає спонтанною, коли знак вільної енергії Гіббса стає негативним. Якщо його значення позитивне, то реакція не є спонтанною.
Вільна енергія Гіббса (G) є функцією стану, визначеною лише щодо системних величин і може використовуватися для прогнозування спонтанності процесу. Від’ємне значення ΔG свідчить про спонтанний процес; позитивний ΔG вказує на неспонтанний процес; і ΔG, що дорівнює нулю, вказує на те, що система знаходиться в рівновазі.
Щоб реакція була неспонтанною, вона повинна бути ендотермічний, що супроводжується зменшенням ентропії, або обома. Наша атмосфера складається переважно із суміші газів азоту та кисню. Можна написати рівняння, яке показує, що ці гази вступають у хімічну реакцію з утворенням монооксиду азоту.